| 서울=한스경제 고예인 기자 | AI 반도체 시장이 폭발적으로 성장하면서 반도체 소부장(소재·부품·장비) 경쟁이 본격화되고 있다. 고성능 연산칩의 발열과 집적도를 해결하기 위한 열관리 및 패키징 소재가 핵심 변수로 떠오르면서 실리콘 기반 기능성 소재 산업이 빠르게 재조명되고 있다.
그래픽처리장치 GPU와 AI 전용 반도체, 고대역폭메모리 HBM 등은 고집적 구조와 높은 발열 특성을 동시에 갖는다. 이에 따라 열전달 소재 TIM, 보호충진 소재, 접착 소재 등 패키징용 기능성 소재 수요가 급증하는 추세다. 반도체 성능 경쟁이 미세공정에서 패키징과 열관리 영역으로 확장되고 있다는 분석이 나온다.
시장 성장세도 가파르다. 시장조사기관 TrendForce에 따르면 AI 서버 시장은 향후 5년간 연평균 20% 이상 성장할 것으로 전망된다. 이에 따라 반도체 패키징 및 열관리 소재 시장 역시 동반 성장이 예상된다.
▲ 고집적·고발열 시대…‘소재’가 성능 좌우
AI 반도체는 기존 범용 반도체 대비 연산량이 많고 전력 밀도가 높아 발열 관리가 성능과 직결된다. 특히 HBM과 GPU를 결합한 2.5D·3D 패키징 구조에서는 열을 얼마나 빠르게 외부로 방출하느냐가 제품 경쟁력을 좌우한다.
업계 관계자는 “HBM 적층 구조가 고도화될수록 열 저항을 낮추는 소재 기술이 핵심 경쟁력으로 부상하고 있다”며 “단순 부품이 아닌 시스템 성능을 결정짓는 요소로 소재의 위상이 바뀌고 있다”고 설명했다.
▲ KBG, 기능성 실리콘 소재로 사업 확장
이 같은 흐름 속에서 실리콘 소재 전문기업 KBG는 AI 반도체 열관리 및 패키징용 기능성 실리콘 소재 개발을 본격화하고 사업 확대에 나섰다.
KBG는 열전달, 절연, 접착 특성을 동시에 구현할 수 있는 기능성 실리콘 소재를 개발하고 있으며, 현재 양산 준비를 완료하고 시장 공급을 추진 중이라고 밝혔다. 특히 고객사별 요구 성능이 상이한 AI 반도체 소재 시장 특성을 고려해 다양한 제품군을 선제적으로 확보하는 전략을 택했다.
AI 반도체 소재 시장은 기술 변화 속도가 빠르고 고객 맞춤형 대응이 필수적인 영역이다. 이에 KBG는 다품종 소재를 사전에 개발해 고객 요구에 즉각 대응하는 체계를 구축하고 사업화 속도를 높이겠다는 계획이다.
▲ 글로벌 협력 확대…소재 생태계 진입 속도
KBG는 글로벌 반도체 소재 기업들과 기술 협력 및 공급 협의를 병행하며 시장 진입을 가속화하고 있다. 기능성 실리콘 소재를 기반으로 공급망 내 입지를 확보하고 중장기적으로는 AI 반도체 소재 분야에서 경쟁력을 강화한다는 전략이다.
업계에서는 AI 반도체 패키징 고도화가 지속될수록 열관리와 소재 기술의 중요성이 더욱 커질 것으로 보고 있다. 미세공정 한계가 가시화되는 상황에서 성능 개선의 중심축이 패키징과 소재로 이동하고 있기 때문이다.
▲ “미세공정 넘어 패키징”…소재 산업 구조적 성장
전문가들은 향후 반도체 산업의 경쟁 구도가 ‘공정’에서 ‘패키징·소재’로 확장될 가능성이 크다고 진단한다. AI 반도체 시대에는 열관리와 전력 효율을 동시에 해결해야 하는 만큼 기능성 소재 시장이 구조적 성장 국면에 진입했다는 평가다.
KBG 관계자는 “전기·전자 소재 분야에서 축적해 온 기술력과 생산 인프라를 기반으로 AI 반도체 소재 시장에서 경쟁력을 확보할 것”이라며 “지속적인 연구개발과 품질 관리 강화를 통해 사업 성장을 본격화하겠다”고 밝혔다.
AI 반도체 산업이 고도화될수록 이를 뒷받침하는 소재 기술의 중요성은 더욱 커질 전망이다. ‘칩 위의 경쟁’을 넘어 ‘칩을 지탱하는 소재’가 새로운 승부처로 떠오르고 있다.
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